【毕业学位论文】（Word原稿）船舶压载水处理技术-航海学轮机工程

I 分类号 编号 学 毕 业 论 文 船舶压载水处理技术 s 请学位： 学 士 院 系： 海洋学院 专 业： 轮机工程 姓 名： 学 号： 指导老师： xx 学 摘要 综述了世界范围内目前正在使用的或正在研究 的船舶压载水处理方法，对我国正在进行的全球压载水管理项目有一定的借鉴价值。由于压载水中带有的大量生物被带到一个新的水域，可能给这片新的水域带来一定的危害，所以希望通过对压载水的处理，以消除或降低新物种对海洋的侵袭与破坏。本文就几种可能被用于处理压载水的方法进行分析讨论。 用紫外线照射二氧化钛产生羟基（ 利用该基团夺取微生物等的细胞膜内的氢元素 (H)从而杀死微生物。这种新型的船舶压载水处理系统最近由瑞典阿法拉伐集团推出，这是目前为止，唯一通过 可的船舶压载水处理系统。 关键词： 压载水；处理；技 术； of s or It is in to to to by or to in on of to on A OH by on of to in of So it is 录 绪 论 . 1 1 压载水管理及立法 . 2 有关数据 . 2 关于压载水管理计划 . 2 压载水处理的原则 . 2 国际压载水管理的立法进程 . 3 2 我国的情况及现状 . 4 3 当前船舶压载水处理方法 . 5 物理处理法 . 5 加热处理法 . 5 过滤 . 6 更换压载水 . 6 稀释法 . 6 岸上接收装置接受 . 6 紫外线处理 . 7 电解法 . 7 化学处理法 . 7 氯或氯化物处理法 . 8 臭氧法 . 8 二氧化氯 . 8 羟基 . 8 脱氧处理 . 9 4 压载水 处理方法最新技术 . 9 载水处理系统介绍 . 9 作原理 . 9 统分析 . 10 载水处理系统操作 . 12 起动 (. 12 载 (. 12 出压载水 (. 12 动清洗 (. 13 结 论 . 14 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 15 绪 论 随着海洋运输业的发展，世界船队规模不断增大，从船舶排入海洋及大气中的各种物质的数量与日俱增，使海洋环境日趋恶化，海洋生态环境被破坏，尤其是一些沿岸及河口水域已遭到严重的污染损害，危害人类健康。为了人类的健康，也为子孙后代创造一个良好的生态环境，使人类社会可持续发展，必需严格控制对海洋的污染。船舶污染物的控制是目前航运界主要考虑的问题之一。在船舶 的各种排放物中，除主要的油污染外，船舶压载水对海洋生态环境的影响与危害也是不容忽视的问题。近年来，随着人们对生态环境的重视，对来自世界各地的船舶压载水的处理问题越来越引起了人们的重视。 压载水本身是无害的，当船舶将成千上万吨的压载水泵入压载舱时，只要能通过船舶压载泵进口的任何物种都有可能自然地混入其中。 般来说，在船舶的压载水中带有数以千计的物种，这里包括细菌、软体动物、原生动物、各种生物的卵、囊孢、幼虫等，这些动植物被船舶运至一个新的水域后，随压载水一起被排出，它们在新的水域继续生存的机率取决于该水域的环 境，如果该水域的含盐量、温度及含氧量等与原水域很相似，这些动植物就很有可能得以立足。有研究指出，一般情况下，被排至新水域的动植物只有不到 3能够存活下来，而其中只有约 1的物种由于脱离了原来生态环境的制约，则可能大量繁衍，使一些在原生地没有任何危害的物种成为有害生物，严重危害当地生态系统。这种生物的引进与其它海洋污染不同，外来的海洋生物不能为海洋清除、吸收，这些生物一旦被引进，事实上不可能被消灭掉，甚至还可能导致灾难。压载水污染问题一方面是指可能通过压载水传播病毒和细菌，而更主要的则是通过压载水引起的有害物 种的侵袭。 1 压载水管理及立法 有关数据 通过以下有关数据可以对压载水问题有初步概念。 (1)一艘 20 万吨散货船的压载水可达 6 万吨。一艘超级油轮（ 轮的压载水可达 10 万吨。 (2)全球船舶每年运载压载水量 100 亿吨，仅美国港口每年就接受 8000 万吨压载水。 (3)每天有超过 7000 种海洋生物被全球各类船舶通过压载水携带。 (4)有害海生物人侵是海洋面临的四大威胁之一。 (5)仅就美国一国而言人侵海生物造成的损失每年达 1380 亿美元。 (6)如将人侵海生物排人新海域会严重破坏该地区 的生态平衡和海洋经济。 (7)有毒原生物及病菌造成疾病和死亡。 (8)1991 年在秘鲁沿海港口爆发霍乱，有 100 多万人感染，至 1994 年有超过一万人死亡。这类霍乱源自亚洲，国外怀疑由中国船舶的压载水带人秘鲁。 90 年代在日本发生 曾怀疑系通过船舶压水由非洲带入。 (9)产自黑海的斑纹蚝己严重破坏了北美大湖区本己十分脆弱的生态链。 (10)有毒藻类或红潮消耗海域内氧气使鱼类甚至贝壳类死亡，红潮携带大量原生物和细菌，转移到牡甥等体内，食后引发人类疾病。 (11)在里海和黑海、亚速海沟通后北美的梳状 水母已通过船舶传到里海。 (12)原产于北亚的单鳌蟹己蔓延到西欧、北海和美国，吞噬当地的鱼类和无脊椎生物。而欧洲绿蟹却又威胁着南半球的海洋生态。 关于压载水管理计划 规则规定，每艘船舶均应携带并实施压载水管理计划。该计划应经主管机关批准，并应考虑国际海事组织制订的导则。压载水管理计划是船舶根据其具体情况和航行计划而制定的 ,故每艘船舶的压载水管理计划均有所不同，但至少应：详述该船和涉及公约要求的压载水管理的船员的安全程序；详述实施本公约中所载的压载水管理要求和补充性压载水管理做法所应采取的行动； 详述沉积物海上处理程序和岸上处理程序；包括与在其水域进行压载水排放的国家主管当局协调涉及海上排放的压载水管理的程序；指定负责确保船上压载水管理计划得到正确实施的高级船员；携带本公约规定的船舶报告要求；压载水管理计划应用船舶的工作语文写成，如果使用的语文不是英文、法文或西班牙文，则应包括其中之一种文字的译本。 压载水处理的原则 压载水处理问题受压载系统和压载操作等许多因素的影响，由于运输的货物量和天气情况的不同，船舶的压载状况也会发生很大的变化 船上还存在着动力和空间的限制。因此，对压载水的处 理比较复杂。压载操作时压载水的高流速、大流量，压载水中生 物的多样性以及在舱内滞留时间的不同也对压载水处理提出了很高的要求。在现有技术条件下，还没有哪一种压载水处理方法能普遍适用于任何情况、任何地区的杀灭海洋生物的处理。压载水处理的技术原则是： (1)保证船舶的稳性和强度以确保船舶和船员的安全；(2)能有效地杀死潜在的入侵生物； (3)对环境无二次污染； (4)技术上可行； (5)易于实船操作； (6)经济性好 ,初投资和运转费用较低。对压载水的处理可在压载操作的三个阶段进行： (1)在港口卸货，注入压载水时； (2)在航行 途中； (3)在港口装货，排出压载水时。在第 (1)、 (3)阶段，大量的压载水需要在很短时间内被处理，因此，通过处理装置的压载水流量是很大的。在第 (2)阶段，压载水储存在压载舱或货舱中，有较充裕的处理时间。 对于现有船： 2009 年以前建造的、压载水容量在 1500 5000 2014年之前，其压载水管理至少要满足压载水置换标准或压载水性能标准， 2014 年以后，应满足压载水性能标准； 2009 年以前建造的、压载水容量小于 1500000 2016 年之前，其压载水管理至少要满足压载 水置换标准或压载水性能标准， 2016 年以后，应满足压载水性能标准。对于新船： 2009 年及以后建造的、压载水容量小于 5000压载水管理应至少满足压载水性能标准； 2009 年及以后，但 2012 年以前建造的、压载水容量大于等于 5000 2017 年开始，其压载水管理至少能满足压载水性能标准； 2012 年及以后建造的、压载水容量大于等于 5000压载水管理至少应满足压载水性能标准。 国际压载水管理的立法进程 早在 1973 年国际环境污染大会就通过了决议 : “研究排放含传染病菌 压载水的影响”。但与油污染等其他污染相比 ,压载水污染问题并未引起足够重视。 1982 年联合国海洋公约第 196 条规定，各国应采取一切必要的措施，以防止减少和控制由于在其管辖或控制下使用技术而造成的海洋环境污染，或由于故意或偶然在海洋环境某一特定部分引进外来的或新的物种，致使海洋环境可能发生重大和有害的变化。 1991 年国际海事组织（ 海上环境保护委员会（ 31 次会议以 31）决议的形式通过了“关于防止船舶压载水及沉积物的排放传播有害的水生物及病原体国际指南”。该指南提出了船舶压载水排 放的管理措施，旨在向港口国当局和主管机关提供关于制定减少船舶压载水及沉积物传播有害水生生物和病原体危害的程序导则。 1993 年 11 月， 开的第 18 次大会以 8)决议的形式，通过了 交的指南，并向所有成员国发放。同时也意识到 ,指南因为不是强制性的，并不能从根本上解决问题，所以在 成立了专门的压载水工作小组，继续审议这一议题，最终的目的是制定 73污公约（ 新附则。此后， 直致力于制定具有强制性的法律文件，并从技术上协助指南的有效实施；同时 ，应 8)决议的要求，英国海事安全局 (定了关于在航更换压载水安全方面的导则。根据指南实施的经验， 1997 年在第 20 次大会上以 0)决议形式通过了“关于对船舶压载水进行控制管理、减少有害水生生物和病原体传播的指南”以代替 8)，同时提出了“关于船舶压载水管理规则” 作为 过 4 年的复杂谈判，在 会议上完成压载水管理公约草案。 2004 年 2 月 9 日至 13 日关于 船舶压载水管理的外交大会在 伦敦 部成功召开，大会最终通过了国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约 ( s 。公约要求：航行时，船舶应在深海、开阔水域并尽可能远离海岸处进行压载水更换，需距离最近陆地至少 200 海里和水深至少 200公约将在合计商船总吨位不少于世界商船总吨位 35%的至少 30 个国家批准、接受、核准或加入后 12 个月生效，专家预计公 约 2009 年可以生效，但公约有追溯条款。 2 我国的情况及现状 中国大陆海岸线长达 18000 2006 年已有对外开放港口 253 个。大部分港口是海港 , 其中一些位于河口处，水为河海混合水。我国主管机关对船舶压载水的管理主要是从防止海洋环境染的角度出发，中华人民共和国海洋环境保护法第六十二条明确规定： “在中华人民共和国管辖水域，任何船舶及相关作业不得违反本法规定向海洋排放污染物、废弃物和压载水、船舶垃圾及其他有害物质。”到港船舶排放压载水之前向海事行政主管部门递交排放申请，海事行政主管部门对排放 的压载水地点、数量、压载舱、压载管系以及压载水是否含有污染物进行检查，查看管系图有无共同管线，检查压载泵及压载管系的使用情况，检查出水孔周围有无油花、油迹等异常情况。所有这些监督检查要求都是防止排放船舶压载水污染海洋环境。中华人民共和国国境卫生检疫法第十三条明确规定，来自检疫传染病疫区的交通工具，应当实施消毒等检疫处理中华人民共和国进出境动植物检疫法第十八条规定，国境卫生检疫机关对出入境的交通工具实施卫生检疫 , 其中包括监督和检查垃圾、废物、污水、粪便和压载水的处理；第二条规定，来自动植物疫区的运输 工具，依照本法实施检疫。上述两部法律对来自疫区的压载水均有实施消毒处理的要求，但其中未提及对压载水的检疫要求。 到目前为止，我国还没有防止压载水中有害水生物污染的统一立法或规定，只有对来自传染病疫区船舶的检疫控制，部分港口港监要求进行压载水排放申请。一个地区受压载水污染严重程度与该地区海运进出口货物数量息息相关。如澳大利亚及美国、加拿大均为散货出口大国，到这些国家的散货船经常是空载长途空放前往装货，带去了大量跨洋压载水。而油轮的空载航次则把大量的美国压载水带到亚欧产油国。分析东亚及东南亚地区的物流情况我们不 难发现，在我国水域内排放的压载水主要来自国内港口、日本、韩国及南亚周边国家，水生物种类比较接近。从这个意义上来说，我国并不是一个压载水危害的重灾区。然而，如前所述，压载水带来的生物污染一旦出现就几乎不可能被消除。而对于油污或工业污染，即使是渤海这种半封闭的内海也有在 40 年内自净化的能力，从历史的角度来看这种污染都可以算是暂时的，而水生物污染却是长期的，近年来在我国沿海水域频频发作的赤潮及其对水产养殖业造成的破坏即是明证。为防止压载水带来的生物污染，除了在深海更换压载水外，还提出了将来可能采用的一些方法，如加 热、超声波、化学方法或生物防治等。在这些方法未大范围投入使用时，压载水更换看来是目前的最佳选择。我国不妨参照一些国家的做法，要求有条件的船舶在适当水域更换压载水，最大限度地减少 有害水生物进入国门的机会，为我国经济发展提供一个优良的海洋生态环境。 鉴于大连拥有全国最大油港，一年排入港口水域的压载水约 550 万吨，大连港被选为本项目的演示地。大连海事大学已开展了压载水问题研究；世界海事大学在大连设有分校；大连出入境检验检疫局和大连水产研究院拥有设备良好的实验室，可为压载水方面的研究和培训所用。大连所处的辽东湾已被 列为全国污染最严重地区之一，也是赤潮多发地区。 建议： 2004 年国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约规定，至少有 30 个国家 (其合计商船吨位不少于世界商船总吨位 35%)签署了公约并对批准、接受或核准无保留，或交存了批准、接受、核准或加人文件之日后 12 个月生效。尽管该公约目前尚未达到生效条件，但有些国家已经采取防止、尽量减少和最终消除通过进人其港口的船舶引人有害水生物和病原体风险的单边行动。我国既是一个拥有庞大商船队的航运大国，又是一个具有漫长海岸线和众多对外开放港口的沿海大国，为保护我国的海洋和港口环境， 有必要使我国的海事主管机关和航运公司全面了解压载水管理公约和规则，并采取相应的行动。 3 当前船舶压载水处理方法 防止船上压载水引入外来有害生物的理想措施是，在压载水排放出去之前杀死或除去这些生物。这可以通过使用化学、物理等技术来完成，也可以几种方法联合使用。但最好对环境不要产生负面影响。船上处理压载水有很大的灵活性。这也是解决这一问题的最好出路。现在有 10 余种方法得到应用或在研究之中。 物理处理法 物理处理法就是通过加热、净化分离、沉淀、过滤等物理措施来处理压载水。 加热处理法 通过破坏生物原有生活环境的方法来杀死有害生物。 加热法从实用性、经济性两方面分析都是一种非常好的压载水处理方法。其主要原理是利用高温杀死压载水中的有害生物。为杀死大部分的生物，压载水需被加热到 35范围内，还要在此温度下保持一段时间。船舶柴油机工作时除产生动力外，还有大量的余热无法利用。如将其用来提高水温，杀死压载水中的有害生物，则可以合理利用能量，不会产生化学副产品和残余物造成二次污染，设备的营运费用也较低。 特点：能够充分利用柴油机动力装置的余热，当船舶主机定速运行时，就可以利用船舶主机的余热对 压载水进行加热，加热时间较长；不改变船舶的压载状况，保证船舶的航行安全。当对系统进行加热处理时，只是各舱内的压载水进行循环，但在各个舱内的压载状况保持不变；加热温度高，保温时间长。当压载水通过冷却器时，可以达到接近 50的加热温度，在蓄热柜中保温 15 分钟后，从压载舱顶部送回压载舱后，仍可在较长的时间内保持较高的温度，基本满足杀灭有害生物的要求；设备改造投资较少，在系统改装时，只需增加一套压载水的管路，保证压载水的循环，而不需换热器的等设备。 当把压载水加热到 36 38，并保持 2时，就可以杀死斑马 贝。把压载水加热到 80以上约 8 分钟就可以杀死所有生物。该种方法具有经济性好、对船舶改造较小等优 点，是一种具有潜在吸引力的压载水处理方法。 过滤 通过选用合适网目的过滤器来直接滤去外来生物，有效性是肯定的。问题是因为压载水，尤其是沿岸打入的压载水中，含有大量的絮状物，容易阻塞滤网，需要经常对滤网进行反冲洗，既耗能又花费太多的时间。因此，通常将其作为其他处理方法的预处理。用于预处理压载水的过滤，网目可大一些，主要滤去絮状物，以有利于进一步过滤处理、氯化处理或紫外处理等。 特点：在船舶装载压载水时 采用过滤装置可以滤掉那些较大的生物如小型海藻等，但体形微小的生物如细菌等不能被过滤掉。 更换压载水 用深海海水更换近海或港口压载水是一种减少外来物种引入的有效方法。 这种方法以两个主要的生物学和生态学原理作为其理论基础。第一，反向引入的可能性是不存在的。 生活在淡水、河口以及绝大部分浅海中的生物不可能在深海环境中生存下来。同样， 深海压载水中的海洋生物被排入淡水、河口或浅海环境中也不能生存。第二，被排入深海中以后，幸存下来的生物通过其它船舶的更换压载水操作带到近海水域的可能性微乎其微。 更换压 载水可采用两种方法：排空法：把在港口、河口或近海水域中注入的压载水全部排出，直到把压载水排空为止。 然后用深海海水重新加满。溢流法：把深海海水从压载舱底泵入使压载水从舱顶连续不断的溢出，直到换掉足够压载水量以减少仍停留在舱中的目标生物数目。 此种方法已用实验得到证明，当注入口和排出口位置适当时，经过三次满舱换水，可换掉原有压载水的 95%。 特点：排空法，被认为是目前防止有害物种迁移的最有效的方法。这种方法在现有条件下容易实行，对船舶改造较小，初投资较少。但这种方法受到天天气和海况的影响，船体容易受到额外 的剪切力矩和扭转力矩；溢流法，是目前较为推荐使用的压载水处理方法。但这种方法往往使压载舱受到内部压力，对船体的安全造成影响。 稀释法 稀释法是指在海上用 3 倍于舱容的水量从压载舱顶部泵入海水，以相同的速率从舱底排出的压载水更换法。从原理上讲，稀释法比较安全。但也存在着以下缺点：无法全面彻底的更换压载水。更换时间长，消耗能源较多，对管路、压载泵等设备有一定要求。其最大的优势是不必等压载舱装满水，就可以使海水连续流过压载舱。该法稀释压载水的海水用量很大，其数学模型表明，至少要更换三倍于压载舱体积 的海水才能达到预期的效果。 特点：需要安装两套系统，一套连续装入压载水的同时，另一套排放压载水。稀释压载水的海水用量很大，需要更换数倍于压载舱体积的海水才能达到预期效果。克服了排空法和溢流法的缺点，但是也存在耗能过大、更换效率不高和船体改造工艺复杂等的缺点。 岸上接收装置接受 船舶靠港后有时需要排放压载水，此时有两种方法可供选择：其一，如果有岸上处理设备 , 则把水输送上岸进行处理；其二，让船舶离开港口更换压载水。 但只有少数港口 有专用岸上压载水处理设备。此时必须用其它方法处理压载水。在缺少解决 措施的情况下， 港口监督部门要制定一个对付紧急事件的计划。这个计划可以指导船舶离开港口，回港装货前在安全、清洁的海域进行换水处理。但这种方法不能成为一个应用于到港船舶的常规控制方法。因为它将严重影响船舶的装货时间，对船舶、货主以及港口管理部门都不利。 岸上处理设备与专用压载水处理船的联合方式适用于有大片水域的港口。压载水处理船需解决标准化连接问题，还要有传送压载水的管路。岸上处理设备容量取决于到港的船舶数量、时间和类型。如果可储藏压载水，容量就可减小。很多炼油厂有压载水接收设备， 以便从油船接收含油压载水， 再用其它设备除去残油。可以将这些设备进行改造用于除去压载水中的有害生物。 特点：将压载水排入接收装置中是对压载水进行有效控制的一种方法，但该方法的实施取决于港口提供接收装置。 紫外线处理 紫外线处理压载水可以用波长为 紫外线对压载水照射进行。水中微生物一旦受到紫外线照射，将吸收紫外线照射的能量，其实质是核酸对紫外线能量的吸收。核酸是一切生命体的基本物质和生命基础，分为核糖核酸 (脱氧核糖核酸 (大类。核酸吸收紫外线达到一定剂量时， 子发生变异，从而引起微生 物体内蛋白质和酶的合成障碍；另一方面，产生的自由基可引起光电离，从而导致细胞死亡。研究显示，大多数细菌、病毒仅接收相对较低强度的紫外线照射，当照射强度达到 10000 W/(剂量时，细胞便会被不同程度破坏而死亡。紫外线杀灭细菌、微生物的能力是指在额定进水量情况下对水中微生物的杀灭能力。由于存在穿透力较弱问题，仅能处理较薄的水层，而且受压载水的色度、浊度、有机物和豁类等参数的限制。 特点：处理过程不会产生二次污染 , 装置操作管理简便 , 运行成本低。但是该方法不能杀死所有有害水生物 , 当海水浊度较大或 灯管表面被沉积物污染时 ,其有效性更是大受影响 , 紫外线照射对不同的生物有不同的效果，有些生物对紫外线有很强的抵抗性。该方法与过滤法并用将会收到较好的效果。对仅携带少量压载水或不需要快速排出的船舶如邮轮、军舰、集装箱船等 , 这种处理方式是比较可行的。 电解法 电解法处理船舶压载水中的有害水生物和病原体是一种非常有前途的处理技术，并获得了国际海事组织的资助，在一定的条件下能杀灭压载水中绝大多数的有害水生物和病原体。但是，介质中的 然会与金属试样发生电化学反应，从而造成试样的腐蚀。 压载水的电解处理技术会影响压载舱金属的腐蚀，而腐蚀速度随有效余氯浓度以及腐蚀时间等参数的变化而不同。 特点：该方法比氯消毒法更加有效，但有些生物能提高对铜离了和银离了的忍受能力，而且高浓度的铜离子和银离子对环境有影响需要进一步处理。 化学处理法 化学处理法就是通过药物的作用来杀死有害生物，达到消除或减轻压载水对环境的危害。 氯或氯化物处理法 氯或氯化物是一种很好的杀菌药物，在陆地被广泛用作水处理剂。实验结果表明，有效氯为 5 处理海水能杀灭其中 异养细菌， 100的 弧菌和 粪大肠菌群；有效氯为 20 处理海水能杀灭海水中几乎所有的细菌；原生动物对氯化处理的耐受性很差， 5 有效氯处理即可灭除；对浮游藻类，有的因为耐受性强，可能需要较高的有效氯含量的处理。针对不同海域含有不同生物种类的海水，只要相应调整有效氯含量就可以有效地处理压载水。 特点：氯化方法处理船舶压载水是比较可行的方法，但它的不足之处是它会造成加快舱壁腐蚀的作用，并放出氯臭味。其效果取决于温度、消毒时间和水 。但用抓消毒过的压载水排放后可能对地球环境带来二次污染。 臭氧法 臭氧对细菌、病毒的杀灭效果较高，且用量少，接触时间短，不产生卤化反应。但由于臭氧处于高度不稳定状态，只能现场制备，不能像液氯那样工业化生产，因此在费用上常高于加氯处理。臭氧消毒的设备投资及运行费用较一般消毒方法高，用在船上处理压载水时成本高不容易为船主所接受。 特点：臭氧发生设备及投配装置比较复杂，投加量不易调节，需要具有较高的技术水平进行管理和维护，不适应舱舶的环境空间和技术力量。臭氧会加快压载舱的腐蚀，而且难于保持一定的残留杀菌浓度，并不适于船上压载水处理。 二氧化氯 二氧化氯作为消毒剂 ，具有良好的消毒效果；作为强氧化剂，它所氧化的产物中无氯化有机副产物，能保持余氯，无氯臭味，且不受 的影响，不与氨反应，和水中有机物作用不会形成三卤甲烷，并可用于除色、除臭和除酚。研究证实二氧化氯对大肠杆菌、细菌、芽孢、病毒及藻类均有很好的杀灭作用。 特点： 有爆炸性，遇光易分解成 此，用 毒，成本较高，这是制约船用处理压载水的主要因素。 羟基 羟基自由基是自然界存在的一种原子团物质，是净化自然界的绿色药剂。羟基具有极强的氧化性能 (与氟 的氧化能力相当 )：它参与的生化反应是属于游离基反应，杀死入侵微生物的速度极快；剩余羟基最终生成物是 2O，无二次污染。 羟基具有极强的杀灭微生物的特性，致死生物的原理是： 侵生物体中蛋白质的氨基酸带有活性基团（ 基、 在维持蛋白质的构型和酶的催化活性中起着重要作用，一旦它与羟基发生反应，导致蛋白质化学损伤以及入侵生物的死亡； 用后形成 合物以及造成不可修复的化学损伤； 3 羟基攻击细胞膜的磷脂多烯脂肪酸的侧链，导致多 烯脂肪酸的迅速降解，致使细胞结构损伤而死亡。 特点：所以强电离放电产生羟基方法既有极强的杀灭微生物的特性，同时又具有除臭、 脱色的特点。不存在二次污染，该方法经 认可后将有望成为解决压载水污染问题的理想方法。 脱氧处理 这种方法是封闭压载水舱后再加入亚硫酸钠、三乙基氧化硫、偏亚硫酸钠等耗氧物质，造成缺氧环境，可杀死鱼类、无脊椎动物幼虫、耗氧菌等，但对厌氧菌、孢子等则无能为力。 特点：这种方法在压载舱内造成缺氧环境，对杀死可杀死鱼类、无脊椎动物幼虫、好氧菌等，但对厌氧菌、孢子等则无能为力。 4 压载水 处理方法最新技术 下面介绍一种新型的压载水处理技术 载水处理系统。 由 司与 B 公司联合研制的。 2007 年 8月，德国船东 球最大的集装箱船舶公司）与 订了总额约 瑞典克朗的首份订单， 供 4 套 载水处理设备，安装在 艘运力约为 880集装箱船上，这四艘船有望成为符 合 载水处理设备规定的首批船舶。这四艘安装 载水处理系统的新集装箱船，将在福建省马尾造船有限公司建造， 载水处理系统安装的首套上线预计在2008 年 6 月完成。 载水处理系统介绍 用了 司与 B 公司共同开发的OT(术，具有不使用化学药品、对环境影响小、可自动处理、操作简单 、内置自净系统、使用及维护费用低、适用范围广（设计处理能力为 250h）等特点。 作原理 载水处理过程可分为两个阶段：预处理和最终处理 , 如图所示。压载水泵通过海底门吸人压载水 , 首先让压载水通过孔径 50 m 的过滤器以除去大于 50 m 的生物 , 然后送入 于 50 m 的生物在压舱水通过光触媒装置时被杀死。在光触媒装置中 , 用紫外线照射二氧化钛（ 产生羟基（ ，利用该基团夺取微生物等细胞膜内的氢元素 (H), 从而杀死微生物。经过 理过的压载水，通过管路送入各压载舱 , 如图 1 所示。虽然羟基对所有的生物毒性很强，但由于存在时间只有短短数微秒 ,所以不会残留在处理过的压舱水中。其中，过滤器还可以消除压载舱中积聚的沉淀物 , 每次装压载水结束，过滤器要用海水反冲清洗，所有清洗过滤器的反冲水都在压载水装载地点直接返回海洋，所以过滤器中的沉积物不会随船到达下一个港口而造成有害污染。在最终处理阶段，即排出压载水时，压载水再次通过光触媒单元，消灭航行期间在船舱中滋生的微生物。为了避免过滤器反冲造成二次污染，压载水排出时不再 通过过滤器。整个过程无需任何准备工作或化学剂投放，完全自动化。操作员可以监控报警并可执行本地或遥控操作，一个按钮即可控制系统的启动或停止。过滤器与光触媒装置均备有自动清洗设备，光触媒装置的洗涤剂也不会对环境产生破坏作用。 统分析 如图 3 所示 , 载水处理系统主要由多组光触媒 元 (根据处理压载水的多少，增减 元组数 )、 元、过滤器和流量计等组成。在光触媒 元中，二氧化钛（ 作为催 化剂，在紫外线的照射下 , 产生羟基（ 。系统产生的羟自由基（ 具有极强的氧化性，其氧化能力是 。在羟自由基（ 的作用下，几乎所有的有机污染物都会经过一系列过氧自由基链反应被氧化降解为 2O。这种在温和反应条件下进行的羟自由基（ 氧化过程被称为高级氧化过程。 二氧化钛（ 材料的光催化氧化机理大致如下：在能量大于半导体带隙的紫外光 射下 , 导带上的电子受到激发而跃迁产生激发电子 ,同时在价带上产生空穴。这些电子和空穴具有一定的能量 , 而且可 以自由迁移 , 当它们迁移到催化剂时 , 则可与被吸附在催化剂表面的化学物质发生化学反应 , 并产生大量具有高活性的自由基。然而 , 这些光生电子和空穴都不稳定 , 易复合并以热量的形式释放。事实表明 , 光催化效率主要决定于两种过程的竞争 , 即表面电荷载流子的迁移率和电子一空穴复合率的竞争。如果载流子复合率太快（ ，那么，光生电子或空穴将没有足够的时间与其他物质进行化学反应。而在半导体 些光生电子和空穴具有较长的寿命 (大约为 250这就有足够的时间让电子和空穴转移到晶体的表面，在 空穴 h+和吸附在表面的 最终也可以生成羟自由基。大量生成的羟自由基进攻有机污染物 , 使之氧化分解 , 少量空穴 h+也直接参与了这一反应。 图 4 所示为光触媒杀死有机微生物的示意图。光触媒二氧化硅 当有机微生物在水流的带动下通过羟基场时 , 生命周期仅为几毫秒的自由羟基夺取微生物等的细胞膜内的氢元素 , 分解微生物的细胞薄膜 , 从而杀死微生物 , 而不同于超声波是破坏细胞 在实际应用中，光催化效率是一个非常重要的指标。影响 不仅与 面缺陷等有关，而且一些外界因素如光强、温度、溶液和、溶液中的杂质以及氧含量等，都会影响其光催化率。 元， 元是一种防护设施。的英文是 面意是就地清洗 , 含义为对密闭的、固定不动的容器一类的物体 , 依靠热能、物理能、化学能 , 依靠一定的作用时间 , 来完成清洗、杀菌的工作。 它具有以下的特点： a不需拆卸设备和管道 , 即可对其清洗； b清洗程 序可实现自动化； c可以最少的劳动量、时间、清洗量来获取最佳效果和最大利润。 载水处理